Dobór falowników do elektrowrzecion
Parametry falownika dobieramy ze względu na kilka parametrów, tj. moc silnika, napięcie pracy, prąd znamionowy, częstotliwość pracy, liczba cykli rozpędzania i hamowania w danym okresie czasu, wymagany rodzaj sterowania (binarnie, modbus, uss, analogowo, mieszanie), typ pracy falownika wektorowy lub skalarny, emisja zakłóceń.
W przypadku falowników Siemens Sinamics V20, które posiadają przeciążalność 150% w okresie jednej minuty moc falownika dobiera się tak aby była >=mocy silnika, przy czym ważniejszym kryterium doboru jest prąd znamionowy falownika, który musi być większy od prądu silnika. Z tego powodu zdarza się, że dla silnika 5.6kW wystarcza z nawiązką falownik 5.5kW, który ma odpowiedni zapas prądu.
Jeśli chodzi o częstotliwość napięcia wyjściowego falownika ma ona bezpośredni wpływ na szybkość ruchu wirowego silnika trójfazowego. Dla standardowych silników przystosowanych do pracy bezpośrednio z sieci 50Hz ruch wirowy ma szybkość w przybliżeniu 50 obrotów na sekundę czyli 3000 RPM. Jeśli silnik wymaga napięcia o częstotliwości 400Hz, powinniśmy być pewni, że falownik jest w stanie tą częstotliwość uzyskać. Przykładowo tak będzie w przypadku współpracy falownika z elektrowrzecionem trójfazowym 24000RPM 400Hz. Tu należy zawsze pamiętać o odpowiednim zaprogramowaniu charakterystyki U/f.
Każdy silnik trójfazowy podczas pracy nagrzewa się na wskutek strat w żelazie i strat rezystancyjnych w przewodnikach zastosowanych w stojanie i klatce silnika. Nagrzewanie zależne jest przede wszystkim od wartości prądu płynącego w uzwojeniach podczas rozpędzania silnika i w czasie pracy. Często myśląc o hamowaniu silnika zapominamy o zjawiskach cieplnych, które tu także występują. Z tego powodu należy wybrać odpowiednią metodę hamowania silnika zależnie od zastosowanej aplikacji. Jeśli silnik może zatrzymać się swobodnie w długim czasie możemy zastosować najprostsze hamowania ustawiając tylko rampę zwalniania np. na 10 sekund tak, aby nie doszło do przeładowania kondensatorów w falowniku. W przypadku jednak gdy chcemy szybko zatrzymać ruch wirowy należy odebrać dużą energię ruchu wirowego z silnika w krótkim czasie i tu w przypadku falowników Siemens Sinamics V20 pojawiają się dwie możliwości: hamowanie typu compound brake, hamowanie prądnicowe z przekazaniem energii do zewnętrznego rezystora dużej mocy.
Hamowanie compound brake działa w sposób mieszany, naprzemiennie zwalniając pole wirujące o pewną wartość i następnie wstrzykując odzyskaną energię z silnika z powrotem w jego uzwojenia jako prąd stały. Ta metoda umożliwia uzyskanie średniego czasu hamowania i jest okupiona silnym grzaniem silnika, z tego powodu nie zaleca się jej stosować gdy mamy do czynienia z częstym rozruchem i hamowaniem silnika.
Hamowanie prądnicowe z udziałem modułu hamującego (wbudowanego lub zewnętrznego) zapewnia najskuteczniejsze hamowania przy minimalnym wydzielaniu ciepła w silniku. Cała energia wraca do falownika i do rezystora hamującego. W przypadku połączenia kilku falowników wspólną szyną DC w procesie hamowania jednego silnika inne falowniki mogą tą energię wykorzystać.
Wbudowane modyły hamowania występują w falownikach o mocy >= 7.5kW.
W przypadku wyboru metody sterowania wektorowej czy skalarnej producent elektrowrzecion Teknomotor sugeruje stosowanie falowników skalarnych ze względu na najmniejsze straty cieplne w silniku. Przy sterowaniu wektorowym może wystąpić nadmierne grzanie silnika, zwłaszcza w dolnym zakresie obrotowym.
Sterowanie falownikiem może odbywać się w dowolny sposób, poprzez sygnały binarne DC 24V, transmisję szeregową RS485 z protokołem modbus lub USS, sygnały analogowe (regulacja prędkości) lub w sposób mieszany. Falowniki Siemens Sinamics V20 umożliwiają tu praktycznie dowolną konfigurację.
Emisja zakłóceń. Stosowanie falowników z filtrami eliminuje wydostawanie się zakłóceń w stronę sieci zasilającej. Brak filtrów może powodować zakłócanie pracy urządzeń radiowych oraz urządzeń korzystających z komunikacji USB w bliskim sąsiedztwie. Między falownikiem a silnikiem powinno się zawsze stosować kable ekranowane.